这些“ for”循环的更有效替代方案？

Question

我正在学习Java入门课程，而我的最新项目之一是确保数组不包含任何重复的元素（具有不同的元素）。 我使用了一个for循环和一个内部for循环，并且它起作用了，但是我听说您应该避免在程序中使用许多迭代（并且我类中的其他方法也有很多迭代）。 有什么有效的替代方法吗？ 我当然不要求代码，只是“概念”。 可能会有递归的方式做到这一点吗？ 谢谢！

数组大小通常<= 10。

/** Iterates through a String array ARRAY to see if each element in ARRAY is
 *  distinct. Returns false if ARRAY contains duplicates. */
boolean distinctElements(String[] array) { //Efficient?
    for (int i = 0; i < array.length; i += 1) {
        for (int j = i + 1; j < array.length; j += 1) {
            if (array[i] == array[j]) {
                return false;
            }
        }
    } return true;
}

Answer 1

首先， array[i] == array[j]测试引用是否相等。 这不是测试String是否相等的方法。 我将每个元素添加到Set 。 如果没有成功添加任何元素（因为它是重复元素），则Set.add(E)返回false 。 就像是，

static boolean distinctElements(String[] array) {
    Set<String> set = new HashSet<>();
    for (String str : array) {
        if (!set.add(str)) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

您可以在没有短路的情况下渲染以上内容

static boolean distinctElements(String[] array) {
    Set<String> set = new HashSet<>(Arrays.asList(array));
    return set.size() == array.length;
}

Answer 2

“效率”几乎总是一个权衡。 有时，有些算法会比其他算法好一些，但通常只有在某些情况下才更好。

例如，上面的代码：时间复杂度为O(n^2) 。

一种改进可能是对字符串进行排序：然后，您可以通过比较元素是否等于其邻居来比较字符串。 由于排序，这里的时间复杂度降低为O(n log n) ，它支配了元素的线性比较。

但是-如果您不想更改数组的元素-例如，您的代码的其他部分依赖于它们的原始顺序-现在，您还必须复制数组，然后对其进行排序，然后寻找重复项。 这不会增加总时间或存储复杂性，但是会增加总时间和存储 ，因为需要完成更多的工作并且需要更多的内存。

大数表示法只会使您无视乘法因素 ，从而束缚了时间。 也许您只能访问一个非常慢的排序算法：实际上，事实证明，仅使用O(n^2)循环会更快，因为那样您就不必调用非常慢的排序了。

当您的输入非常小时，可能会出现这种情况。 经常引用的算法是时间排序较差，但实际上在实践中有用的算法是冒泡排序：在最坏的情况下，它是O(n^2) ，但是如果数组很小和/或接近排序，它就可以实际上可以非常快速地实现，并且非常容易实现-永远不要忘记编写和调试代码的效率低下，以及当SO无法正常工作时不得不在SO上提问。

如果您知道元素已经排序，该怎么办，因为您对它们的来源有所了解。 现在，您可以简单地遍历数组，比较邻居，时间复杂度现在为O(n) 。 我不记得我在哪里读的书，但是我曾经看到一篇博客文章说（我释义）：

一台给定的计算机永远无法更快运行。 它只能做更少的工作。

如果您可以利用某些财产来减少工作量，那将提高效率。

因此，效率是一个主观标准：

• 每当您问“这是有效的”时，您都必须能够回答以下问题：“相对于什么有效 ？”。 可能是空间； 可能是时候了； 您可能需要花费多长时间编写代码。
• 您必须知道要在其上运行的硬件的限制-内存，磁盘，网络要求等可能会影响您的选择。
• 您需要知道您所代表的用户的需求。 一个用户可能希望尽快得到结果； 另一个用户明天可能会想要结果。 从来没有必要找到比“足够好”更好的解决方案（尽管一旦用户看到了可能，这可能是一个移动的目标）。
• 您还必须知道您希望它对哪些输入有效，以及可以利用该输入的哪些属性来避免不必要的工作。